Постоянный Ток

Задание №35. Теоретические Вопросы

№2. Задание без номера

ID: 00010317

Почему металлический проводник нагревается, когда по нему течёт электрический ток?

1) Из-за трения между молекулами воздуха снаружи провода

2) Электроны сталкиваются с ионами кристаллической решётки и усиливают их колебания

3) Электроны поглощаются ядрами атомов, при этом выделяются фотоны

4) Электрическое поле само по себе обладает высокой температурой

Решение

Разберёмся, что происходит внутри металла. Его ионы стоят в узлах кристаллической решётки и всё время слегка колеблются, а между ними движутся свободные электроны. Температура тела — это и есть мера того, насколько сильно колеблются частицы решётки.

Когда к проводнику приложено напряжение, электрическое поле разгоняет электроны. Но далеко улететь электрон не успевает: он налетает на ион решётки и отдаёт ему набранную энергию. Ион после такого удара колеблется сильнее. Таких столкновений огромное количество, поэтому колебания всей решётки усиливаются, а это и значит, что проводник нагрелся.

Так объясняется закон Джоуля — Ленца: количество теплоты, выделившееся в проводнике, равно

$$$Q=I^2Rt$$$

Остальные варианты не подходят. Воздух снаружи провода ни при чём: провод греется и в вакууме (вариант 1). Ядра атомов электроны проводимости не поглощают (вариант 3). У электрического поля нет температуры — температура есть только у вещества (вариант 4).

Верный вариант — 2: электроны сталкиваются с ионами решётки и усиливают их колебания.

Ответ

Другие задания по теме «Постоянный Ток» (8)